Después de la guerra, el National Bureau of Standards (oficina nacional de normalización) de EE.UU. y el British National Physical Laboratory (laboratorio nacional de física británico) intentaron crear los estándares de la hora atómica basándose en el trabajo sobre la resonancia atómica realizado por Rabi y sus alumnos. El primer reloj atómico fue creado por Louis Essen y John V.L Parry en el National Physical Laboratory, pero para albergar este reloj era necesaria una habitación llena de equipos. Otro de los antiguos colaboradores de Rabi, Jerrold Zacharias, del MIT, consiguió convertir los relojes atómicos en dispositivos prácticos. Zacharias planeaba construir lo que denominaría una fuente atómica, un tipo visionario de reloj atómico que sería lo suficientemente fiable para estudiar el efecto de la gravedad sobre el tiempo que había predicho Einstein. Durante el proceso desarrolló un reloj atómico lo suficientemente pequeño como para transportarse de un laboratorio a otro. En 1954, Zacharias se unió a la National Company de Malden, Massachusetts, para construir un reloj atómico comercial basado en su dispositivo portátil. La compañía fabricó el Atomichron, el primer reloj atómico comercial, 2 años después y vendió 50 en 4 años. Todos los relojes atómicos de cesio que se utilizan actualmente en sistemas GPS descienden del Atomichron.

Los físicos continúan experimentando con nuevas variaciones de las ideas sobre la resonancia atómica de Rabi y sus alumnos, y las ponen en práctica en los relojes atómicos. Existe una técnica que, en vez de utilizar imanes, hace uso de un fenómeno conocido como bombeo óptico para seleccionar los niveles de energía de los átomos encargados de registrar la hora y emplea un haz de luz para conseguir que todos los átomos del haz alcancen el estado deseado. Alfred Kastler, del Ecole Normal Suprieure de París, obtuvo por este trabajo el premio Nobel. Hoy en día, existen muchos relojes atómicos que utilizan átomos de rubidio bombeados de forma óptima en lugar de cesio. Los relojes de rubidio resultan bastante más baratos y pequeños que los relojes de cesio, aunque no son tan precisos.

Otro tipo de reloj atómico es el conocido como máser de hidrógeno. El máser se originó durante la investigación que Charles Townes y sus colegas de la Universidad de Colombia realizaron sobre la estructura de las moléculas en 1954, trabajo por el que Townes compartió el premio Nobel de física en 1964. El máser, percusor del láser, es un dispositivo de microondas que genera su señal mediante la emisión directa de la radiación procedente de átomos o moléculas. Mientras que el máser original de Townes empleaba amoníaco, Ramsey y sus colegas de Harvard desarrollaron un máser en 1960 que funcionaba con hidrógeno y podía utilizarse como un reloj atómico de extremada precisión.

En 1967, las investigaciones realizadas sobre los relojes atómicos ya habían resultado tan fructíferas que el segundo se volvió a definir en función de las oscilaciones de un átomo de cesio. Hoy en día, los relojes atómicos suelen tener un margen de error inferior a 1 segundo cada 100.000 años. El principal estándar horario de nuestro país es el recién inaugurado reloj atómico que se encuentra en el National Institute of Standards and Technology (Instituto nacional de normalización y tecnología), denominado NIST-7. Tiene un margen de error estimado inferior a 1 segundo en 3 millones de años.

Durante años, estos tres tipos de relojes (el reloj de haz de cesio, el de máser de hidrógeno y el de rubidio) se han utilizado en el espacio, ya sea en satélites o en sistemas de control terrestres. En última instancia, los satélites GPS se basan en relojes de cesio semejantes a aquéllos que Rabi ideó hace 60 años.

En 1993, 2 décadas después de su concepción en el Pentágono, el GPS pasó a ser completamente funcional con la puesta en órbita de su vigesimocuarto satélite. La Fuerza aérea estadounidense se encarga de dirigir y controlar estos satélites desde 5 estaciones terrestres repartidas por todo el mundo. Los datos obtenidos se analizan en el Air Force Consolidated Space Operations Center (Centro de operaciones espaciales de la Fuerza aérea) de Colorado, que se encarga de transmitir diariamente actualizaciones a cada uno de los satélites para corregir sus relojes y datos orbitales.

The National Academies

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